JPH03287763A - Target for magnetron sputtering - Google Patents
Target for magnetron sputteringInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
Ｌｌ上五皿亘ユ１
本発明はマグネトロン・スパックリング用ターゲット、
より詳細には薄膜作製用ブレーナ型マグネトロン・スパ
ックリング用ターゲットに関する。 藍＆Ω
肢蓋
近年、電子工業では磁性薄膜製造プロセスを中心として
、合金をはじめとする複雑な組成が必要となり、スパッ
ク成膜プロセスが重要な役目を果たしている。その理由
として、スパッタ成膜は、組成の変化に伴う蒸発率の差
が本質的に少ないので、合金等の複雑な組成を精密に制
御しての薄膜化に適していることが挙げられる。また、
最近では、スパッタリングによる成膜速度を高めるため
に、陰極裏側に磁石を配置したマグネトロン・スパッタ
リングが使用されていることが多い。マグネトロン・ス
パッタリング装置には、同軸円筒電極型及び平板型等が
あるが、使いやすさという点から平板型、すなわちブレ
ーナ型マグネトロン・スパッタリング装置が普及してい
る。[Detailed Description of the Invention] Ll upper five plate Wataru 1 The present invention provides a target for magnetron spackling,
More specifically, the present invention relates to a Brenna-type magnetron/spackling target for thin film production. Indigo & Ω
In recent years, in the electronics industry, complex compositions such as alloys have become necessary, mainly in the manufacturing process of magnetic thin films, and the spuck film forming process has played an important role. The reason for this is that sputtering film formation essentially has little difference in evaporation rate due to changes in composition, so it is suitable for forming thin films by precisely controlling complex compositions such as alloys. Also,
Recently, magnetron sputtering, in which a magnet is placed on the back side of the cathode, is often used to increase the rate of film formation by sputtering. There are two types of magnetron sputtering equipment, such as a coaxial cylindrical electrode type and a flat plate type, but the flat plate type, that is, the Brehner type magnetron sputtering equipment is popular because of its ease of use.
第２図に示したように、マグネトロン・スパッタリング
装置の陰極部であるターゲット３０部分は、平面視円形
形状で、陽極（図示せず）と対向しており、ターゲット
材２０がポンディング材２１を介して、バッキングプレ
ート２２に接着されて一体化された構造となっている。As shown in FIG. 2, the target 30 portion, which is the cathode portion of the magnetron sputtering device, has a circular shape in plan view and faces an anode (not shown). It has an integrated structure in which it is bonded to the backing plate 22 through it.
さらに、ターゲット３０の裏面には強力な磁石２６ａ、
２６ｂが配設され、ターゲット３０の表面近傍にアーチ
状の磁力線２７が形成されるようになっている。また、
陰極部には、冷却水の導入口２５ａ及び導出口２５ｂが
形成され、水冷機構が構成されている。スパッタリング
装置を用いて成膜する場合、スパッタガス正イオンがタ
ーゲット材２０へ衝突することにより、ターゲット材２
０の温度が上昇し、そのため膜の組成変動、ヒートショ
ックによるターゲット材２０の割れ、あるいはターゲッ
ト材２０の融解が発生することがある。そこで、通常タ
ーゲット材２０の温度上昇を抑えるために、上記のよう
な水冷機構が形成されている。Furthermore, on the back side of the target 30, a strong magnet 26a,
26b is arranged so that arch-shaped lines of magnetic force 27 are formed near the surface of the target 30. Also,
A cooling water inlet 25a and an outlet 25b are formed in the cathode portion, and a water cooling mechanism is configured. When forming a film using a sputtering device, sputtering gas positive ions collide with the target material 20, causing the target material 2
The temperature of the target material 20 increases, which may cause a change in the composition of the film, cracking of the target material 20 due to heat shock, or melting of the target material 20. Therefore, in order to suppress the temperature rise of the target material 20, a water cooling mechanism as described above is usually formed.
ブレーナ型マグネトロン・スパッタリング装置では、プ
ラズマの密度が陰極上の場所によって大きく変わるので
、スパッタリングの激しさが陰極の場所によって非常に
異なる。一般にターゲット材２０における磁石２６ａと
磁石２６ｂとの間の部分が大きくスパッタリングされる
。このような領域はエロージョン領域と呼ばれ、第２図
に示したような装置の場合、円環状に形成される。この
ため長時間スパッタリングを行なうと、陰極上に対向し
て設置された陽極の基板上の膜において、膜分布の不均
一性等が生じる。従って、ある程度の時間使用した後、
ターゲット３０（ターゲット材２０をバッキングプレー
ト２２に接着させて一体化したもの）を新しいターゲッ
ト３０に交換する必要があった。In Brehner-type magnetron sputtering equipment, the density of the plasma varies greatly depending on the location on the cathode, so the sputtering intensity varies greatly depending on the location on the cathode. Generally, a large portion of the target material 20 between the magnets 26a and 26b is sputtered. Such a region is called an erosion region, and in the case of the device shown in FIG. 2, it is formed in an annular shape. For this reason, if sputtering is performed for a long time, non-uniformity in film distribution will occur in the film on the anode substrate placed opposite to the cathode. Therefore, after using it for a certain amount of time,
It was necessary to replace the target 30 (the target material 20 is bonded and integrated with the backing plate 22) with a new target 30.
日が７しよ−とする課題
上記したように、ある程度の時間使用したターゲット３
０は交換する必要があるが、この際、ターゲット材２０
を分離させて多数枚集めた後、溶解あるいは焼結させて
再利用する場合もある。As mentioned above, target 3 used for a certain amount of time.
0 needs to be replaced, but at this time, the target material 20
In some cases, after separating and collecting a large number of pieces, they are melted or sintered and reused.
しかし、通常、コスト、不純物の混入のおそれ及び再利
用すべきターゲット材２０の枚数確保の困難性等の点か
ら再利用されない場合が多く、そのためターゲット３０
にかかるコストが高いという課題があった。However, in many cases, the target material 20 is not reused due to cost, fear of contamination with impurities, and difficulty in securing the number of target materials 20 to be reused.
The problem was that the costs involved were high.
本発明は上記した課題に鑑み発明されたものであって、
ブレーナ型マグネトロン・スパッタリング用ターゲット
において、低コストのターゲットを提供することを目的
としている。The present invention was invented in view of the above-mentioned problems, and
The objective is to provide a low-cost target for Brehner-type magnetron sputtering.
６題を７゛するための
上記した目的を達成するために本発明に係るマグネトロ
ン・スパッタリング用ターゲットは、所定の大きさを有
するターゲット材がエロージョン領域を含む厚さの厚い
部分と、エロージョン領域を含まない厚さの薄い部分と
に分割して形成されていることを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object of solving problems 6 to 7, the magnetron sputtering target according to the present invention has a target material having a predetermined size, a thick part including the erosion area, and a thick part including the erosion area. It is characterized in that it is formed by being divided into a thin part that does not contain any part.
■
上記した構成によれば、所定の大きさを有するターゲッ
ト材がエロージョン領域を含む厚さの厚い部分と、エロ
ージョン領域を含まない厚さの薄い部分とに分割して形
成されているので、スパッタリングが激しく行なわれる
エロージョン領域を含む部分でも長時間の使用に耐え、
またある程度の時間使用したターゲットの、エロージョ
ン領域を含む部分のみの分離、交換を行なうことにより
、低コストのターゲットが得られる。■ According to the above configuration, the target material having a predetermined size is divided into a thick part that includes the erosion area and a thin part that does not include the erosion area. Withstands long-term use even in areas with severe erosion,
Furthermore, by separating and replacing only the part of the target that has been used for a certain period of time, including the erosion area, a low-cost target can be obtained.
１血盟
以下、本発明に係るマグネトロン・スパッタリング用タ
ーゲットの実施例を第１図に基づいて説明する。EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, an embodiment of a magnetron sputtering target according to the present invention will be described with reference to FIG.
第１図において、１０はターゲット材であり、このター
ゲット材１０の形状は略円板状となっており、エロージ
ョン領域を含む部分１０ａ及びエロージョン領域を含ま
ない部分１０ｂから構成されている。エロージョン領域
を含む部分１０ａの厚さは長時間のスパッタリングに耐
えるように厚（設定されており、他方、スパッタリング
が激しくないエロージョン領域を含まない部分１０ｂの
厚さは薄く設定されている。ターゲット材１０は溶解（
固有形状を有する型への鋳込方法を採用）あるいは焼結
方法で作製されている。また、エロージョン領域を含む
部分１０ａ及びエロージョン領域を含まない部分１０ｂ
が、同一平面を形成することができるようにバッキング
プレート１２は段部を有して形成され、これらエロージ
ョン領域を含む部分１０ａ及びエロージョン領域を含ま
ない部分１０ｂは、ボンディング材１１を介してバッキ
ングプレート１２と一体化されている。そしてこれらタ
ーゲット材１０、ボンディング材１１及びバッキングプ
レート１２によりターゲット１５が構成されている。In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a target material, and the target material 10 has a substantially disk-like shape and is composed of a portion 10a that includes an erosion region and a portion 10b that does not include an erosion region. The thickness of the portion 10a that includes the erosion region is set to be thick enough to withstand long-term sputtering, while the thickness of the portion 10b that does not include the erosion region where sputtering is not intense is set to be thin.Target material 10 is dissolved (
It is manufactured by casting into a mold with a unique shape) or by sintering. Also, a portion 10a including an erosion area and a portion 10b not including an erosion area.
However, the backing plate 12 is formed with a stepped portion so that they can form the same plane, and the portion 10a including the erosion region and the portion 10b not including the erosion region are connected to the backing plate via the bonding material 11. It is integrated with 12. The target material 10, the bonding material 11, and the backing plate 12 constitute a target 15.
上記実施例に係るターゲットのコストを従来例のものと
比較した。The cost of the target according to the above example was compared with that of the conventional example.
ターゲット１５のコストには、主に、原料費（ターゲッ
ト材費Ａ、ボンディング材費Ｂ、バッキングプレート材
費Ｃ）及び加工費（溶解及び焼結加工費Ｘ、研削加工費
Ｙ、接着加工費Ｚ、分離費Ｒ）等がある。本実施例の場
合、ターゲット材１０は再利用しない部分、つまり二ロ
ージョン領域を含む部分１０ａと再利用する部分、つま
りエロージョン領域を含まない部分１０ｂとに分かれる
ので、それぞれの原料費をＡ、、Ａ２とすると、Ａ ”
Ａ ｒ ＋ Ａｔと表わされる。The cost of target 15 mainly includes raw material costs (target material cost A, bonding material cost B, backing plate material cost C) and processing costs (melting and sintering processing cost X, grinding processing cost Y, adhesion processing cost Z). , separation cost R), etc. In the case of this embodiment, the target material 10 is divided into a portion that will not be reused, that is, a portion 10a that includes two erosion regions, and a portion that will be reused, that is, a portion 10b that does not include an erosion region, so the raw material cost for each is A. If A2, then A”
It is expressed as A r + At.
従来のターゲットでの総コストＣ１は、ＣＩ ＝Ａ＋Ｂ
＋Ｃ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚ ・ （１）と概算される。一方
、本実施例のターゲット１５では、２回目以降について
は、エロージョン領域を含まない部分１０ｂ及びバッキ
ングプレート１２が再利用され、その原料費が不要とな
るので、２回目以降の総コストＣ２は、
Ｃ２＝Ａ、＋Ｂ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｒ・・・（２）と表わさ
れる。従って、上記の式ｆｌ）及び（２）を比較すると
、おおまかではあるが、本実施例と従来例のターゲット
のコストの差は、
ＣＩ −Ｃ２＝Ａ＋Ｃ−Ａｌ −Ｒ
＝Ｃ＋Ａ２−Ｒ・・・（３）
と表わされる。The total cost C1 for the conventional target is CI = A + B
+C+X+Y+Z ・(1) is estimated. On the other hand, in the target 15 of this embodiment, the portion 10b that does not include the erosion area and the backing plate 12 are reused from the second time onwards, and the raw material cost is unnecessary, so the total cost C2 from the second time onwards is: It is expressed as C2=A, +B+X+Y+Z+R (2). Therefore, when comparing the above equations fl) and (2), the difference in target cost between this embodiment and the conventional example is as follows: CI -C2=A+C-Al-R=C+A2-R... (3) It is expressed as
ここで、ターゲット材１０をバッキングプレート１２か
ら分離させる作業は少しの加熱作業ですみ、明らかに原
料費Ｃ＋ Ａ ２の方が加工費Ｒよりも高くなる。従っ
て、本実施例のターゲットの方が従来例のターゲットよ
りコストが低くなる。Here, the work of separating the target material 10 from the backing plate 12 requires only a little heating work, and the raw material cost C+A2 is obviously higher than the processing cost R. Therefore, the cost of the target of this embodiment is lower than that of the conventional target.
上記した実施例によれば、マグネトロン・スパッタリン
グ用ターゲット１５を再利用しない部分と再利用する部
分とに分割することにより、エロージョン領域を含む部
分１０ａ以外を再利用することができる。従って、低コ
ストのターゲット１５を実現することができる。According to the embodiment described above, by dividing the magnetron sputtering target 15 into a portion that is not to be reused and a portion that is to be reused, it is possible to reuse the portion other than the portion 10a that includes the erosion region. Therefore, a low-cost target 15 can be realized.
なお、上記実施例においては、ターゲット１０をエロー
ジョン領域を含む部分１０ａとエロージョン領域を含ま
ない部分１０ｂとに分けたが、さらに多くの部分に分割
することは可能である。In the above embodiment, the target 10 is divided into a portion 10a including the erosion region and a portion 10b not including the erosion region, but it is possible to divide the target 10 into even more portions.
また、ターゲット材ｌＯは、バッキングプレート１２に
Ｉｎ系合金等のポンディング材１１で接着させることが
好ましい。Further, it is preferable that the target material IO is bonded to the backing plate 12 using a bonding material 11 such as an In-based alloy.
なお、陰極、すなわちターゲット１５の平面形状は円形
でも矩形でも差し支えないが、ターゲット１５の平面形
状が円形の場合はエロージョン領域を含まない部分１０
ｂの平面形状は円形を形成し、ターゲット１５の平面形
状が矩形の場合はエロージョン領域を含まない部分１０
ｂの平面形状も矩形を形成した方が望ましい。Note that the planar shape of the cathode, that is, the target 15, may be circular or rectangular, but if the planar shape of the target 15 is circular, the portion 10 that does not include the erosion area.
The planar shape of b is circular, and when the planar shape of the target 15 is rectangular, the portion 10 that does not include the erosion area
It is preferable that the planar shape of b is also rectangular.
また、エロージョン領域を含む部分１０ａの製造には、
−枚板からの研削法と固有形状を有する型への鋳込方法
があるが、コストの点から鋳込方法が望ましい。In addition, for manufacturing the portion 10a including the erosion area,
-There are two methods: grinding from a sheet and casting into a mold with a unique shape, but the casting method is preferable from the viewpoint of cost.
光ｌ廊と≧朱
以上の説明により明らかなように、本発明に係るマグネ
トロン・スパッタリング用ターゲットにあっては、所定
の大きさを有するターゲット材がエロージョン領域を含
む厚さの厚い部分と、エロージョン領域を含まない厚さ
の薄い部分とに分割して形成されているので、スパッタ
リングの激しいエロージョン領域は長時間の使用に耐え
ると共に、エロージョン領域を含む部分以外の再利用を
行なうことができ、低コストのターゲットを実現するこ
とができる。As is clear from the above description, in the magnetron sputtering target according to the present invention, the target material having a predetermined size has a thick portion including an erosion region, and a thick portion including an erosion region. Since it is formed by dividing into a thin part that does not include the erosion area, the erosion area where sputtering is severe can be used for a long time, and the parts other than the erosion area can be reused. Cost targets can be achieved.
第１図は本発明に係るブレーナ型マグネトロン・スパッ
タリング用ターゲットの一実施例を示す断面斜視図、第
２図は従来のブレーナ型マグネトロン・スパッタリング
装置の陰極部を示す模式断面図である。
１０・・・ターゲット材
１０ａ・・・エロージョン領域を含む部分ｌＯｂ・・・
エロージョン領域を含まない部分時 許 出 願 人
住友金属工業株式会社代 理 人 ：弁理士 井
内龍ニFIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an embodiment of a Brehner-type magnetron sputtering target according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cathode portion of a conventional Brehner-type magnetron sputtering apparatus. 10...Target material 10a...Part lOb including erosion area...
If the part does not include the erosion area, the applicant
Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Representative: Patent Attorney Ryuji Iuchi
Claims (1)
ン領域を含む厚さの厚い部分と、エロージョン領域を含
まない厚さの薄い部分とに分割して形成されていること
を特徴とするマグネトロン・スパッタリング用ターゲッ
ト。(1) Magnetron sputtering characterized in that a target material having a predetermined size is divided into a thick part that includes an erosion area and a thin part that does not include an erosion area. target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9092090A JPH03287763A (en) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | Target for magnetron sputtering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9092090A JPH03287763A (en) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | Target for magnetron sputtering |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03287763A true JPH03287763A (en) | 1991-12-18 |
Family
ID=14011863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9092090A Pending JPH03287763A (en) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | Target for magnetron sputtering |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03287763A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008169482A (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-24 | Samsung Corning Co Ltd | Sputtering target system |
| KR20200037209A (en) | 2017-08-01 | 2020-04-08 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | Sputtering target, deposition method of oxide semiconductor film and backing plate |
-
1990
- 1990-04-04 JP JP9092090A patent/JPH03287763A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008169482A (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-24 | Samsung Corning Co Ltd | Sputtering target system |
| KR20200037209A (en) | 2017-08-01 | 2020-04-08 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | Sputtering target, deposition method of oxide semiconductor film and backing plate |
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